지구를 비롯한 암석질 행성들의 바다는 미량의 물에 의해 생긴 것으로 보인다는 새로운 연구가 나왔다고 사이언스 데일리가 보도했다.

미국 매사추세츠공대(MIT) 과학자들은 암석질 행성에 바다가 생긴 것은 행성을 구성하는 미행성체(微行星體)들이 처음부터 미량의 물을 공급했기 때문인 것으로 보인다는 연구 결과를 천체물리학과 우주과학 저널에 발표했다.

이들 미행성체는 총질량의 최소한 0.01~0.001%에 달하는 미량의 물을 갖고 있었지만 이 물이 대기중에 수증기를 만들고 이것이 점차 식어 응결되면서 액체 바다를 형성한 것으로 보인다고 연구진은 밝혔다.

이는 바다 형성에 관한 기존 가설과는 크게 다른 것으로 지금까지 학자들은 규산염과 금속 성분 암석으로 이루어진 지구와 화성, 금성, 더 나아가 우리 태양계 외부의 행성들이 형성 직후에 바다를 갖게 됐을 것으로 생각해 왔다.

기존 가설에 따르면 이런 행성들은 미행성체라고 불리는 바윗덩이로 이루어져 있는데 대규모 충돌을 겪으면서 녹은 바위, 즉 마그마로 표면이 덮이게 됐고 얼마 안 가 마그마 바다가 식은 뒤 혜성이나 소행성 등 얼음 성분의 천체들이 충돌해 물을 운반한 것으로 추측됐다.

그러나 연구진은 행성의 고체화 과정을 자세히 추적하는 화학 및 물리학 모델을 만들어 미행성체에서 온 운석 표본들에 들어있던 미량의 물이 어떻게 됐는지 조사한 결과 바다가 형성되는 것으로 나타났다.

이들은 처음 가상의 암석 행성에서 마그마가 광물질로 결정화하는 과정을 모델로 만들고 이를 통해 미행성 속의 물이 얼마나 광물질 속에 갇히는지, 또 식어가는 마그마에는 얼마나 남는지를 계산했다.

그리고 나서 마그마의 포화수치를 조사한 결과 마그마를 용해시키지 않는 물은 거품을 형성하는 것으로 나타났다. 모델 연구 결과 행성이 식어 고체 상태의 맨틀층을 형성하는 동안 마그마 바다의 거품이 솟아올라 행성 전체를 덮는 두꺼운 수증기 대기가 되며 궁극적으로 수증기가 밑으로 가라앉아 액체 바다를 형성하는 것으로 나타났다.

미행성체에 들어있던 미량의 물이 광대한 바다를 만들 수 있다는 아이디어는 허무맹랑한 것처럼 들릴지 몰라도 실제로 지구의 바다는 지구의 전체 질량에 비하면 단 0.02%에 불과하다.

따라서 아무리 작은 양의 물이 미행성체에 들어 있었다 하더라도 마그마가 굳을 때 행성 표면에 도달하면 지구의 바다와 같은 바다를 만들기에 충분하다고 연구진은 설명했다.

이들은 또 지구의 경우 미행성체들이 충돌하고 난 뒤 수천만년에 걸쳐 이런 과정이 일어났을 것이며 따라서 지구는 형성된 직후부터 생명체가 살 수 있는 환경이었을 가능성이 있다고 추정했다.

연구진은 최근 발견되기 시작한 슈퍼지구, 즉 지구 질량의 최소한 2배인 외부행성에서 같은 과정이 진행됐을 것이며 행성 형성 직후 바다가 생겼을 것으로 생각된다면서 이에 따라 이런 행성에도 과거에 생명체가 살았거나 지금도 살고 있을 가능성이 있다고 지적했다.